[Torsie/wringing] Ontwerpen v/e handlier

[RubenW]

Hallo,

Voor een studieproject moeten medestudenten en ik een handlier ontwerpen & realiseren/bouwen.

Ik wil de torsie berekenen, die heerst tussen het punt van het tandwiel en het punt van de staalkabel.

Maar ik heb geen idee hoe ik dit moet aanpakken. De kabel wordt om de trommel gewikkeld en ik denk dat het krachtenspel anders bepaald moet worden dan hierboven weergeven.

We gaan nu uit dat er een gewicht in de lucht stil hangt (hijsen hoort niet met een lier, blame school) en er dus geen versnelling is.

Is er iemand die mij kan helpen? of in iedergeval een zet in de goede richting kan geven over hoe de krachten van de kabel op de trommel werken, zodat de torsie berekend kan worden.

Bedankt, Ruben

[pgbakker]

Dag Ruben,

Je praat over torsie die heerst tussen twee punten. Wat bedoel je daar precies mee?

Bij torsie denk ik aan een wringend moment of een hoekverdraaing tgv. van een wringend moment.

Vraag2: speelt de diameter van het tandwiel ook een rol in dit vraagstuk?

Gr. pgb

[RubenW]

Bedankt voor u reactie,

Wat ik bedoel met dat de torsie heerst tussen twee punten:

De torsie heerst niet door de gehele as, de torsie/wringend moment grijpt in bij het tandwiel en loop vervolgens door de as en gaat weer uit de as bij de kabel (of andersom, doesn't make a difference).

Diameter van het tandwiel speelt geen rol.

[pgbakker]

Ruben,

Tussen trommel en tandwiel wordt de torsieas belast met een wringendmoment Mw = 2000x 0.03 = 60 Nm.

Gegeven de materiaaleigenschappen kun je nu de diameter van de torsie bepalen?

Ook zou je de hoekverdraaing tussen trommel en tandwiel kunnen berekenen, je moet dan wel de lengte van de torsieas weten.

Kun je nu verder?

pgb

[RubenW]

Bedankt,

ik moet de diameter van de as berekenen. Bij het lager is er een afschuifkracht van 1940 N en dus een wringendmoment van 60 000 N . mm

om de totaal spanning die in de doorsnede bij het lager werkt, moet ik deze twee krachten op tellen

tau-totaal = tau-afschuiving + tau-torsie

Maar de eenheden zijn verschillend, namelijk N.mm & N

Ik ben volgens mij verkeerd bezig want dit kan niet (?)

In een andere doorsnede heerst er naar een afschuifkracht en torsie ook nog een inwendig moment. Ook hier moet ik nagaan wat de totale spanning in de as wordt d.m.v.:

σv = √(σ^2 + 3 * τ^2)

Maar ook hier zijn de eenheden verschillend: N (dwarskracht), N.mm (torsie & inwendig moment)

Help!

EDIT: materiaal is s235

[jdonze]

Je bent al op de goede weg.

De samengestelde spanning in het lager is inderdaad een afschuiving en een torsiespanning. De afschuiving is over de gehele dwarsdoorsnede van de as gelijk. De torsiespanning is nul in het centrum van de as, liniear oplopend naar de buitenkant van de as.

De grootste spanning zal dus optreden aan de wand van de as, (hierdoor kunnen torsiestaven hol gemaakt worden)

Er van uitgaande dat de "trommel" je as is:

Dwarskracht (werkt over de halve cirkel):

Q=y'A'=(4*30)/(3*Π)*(0.5Π*30²)=18000 mm³

τa=VQ/It=2000*18000/(0.25Π*30^4*2*30)= 0.9 N/mm²

wringmoment:

τa=Tc/J= 2000*30*30/(0.5Π30^4)=1.4 N/mm²

De spanning aan de buitenste rand van de as is 1.4+0.9=2.3 N/mm²

Voor het omrekenen van spanningen is er een handige site beschikbaar:

http://www.translatorscafe.com/cafe/units-converter/pressure/calculator/megapascal-%5BMPa%5D-to-newton-per-square-millimeter-%5BN/mm%5E2%5D/